52

Цепные передачи (цп) (2014)

1. Введение

ЦП - механизм, в котором передача механической энергии на расстояние осуществляется цепью, охватывающей звёздочки (цепные зубчатые колёса). ЦП применяются в с.-х. машинах, велосипедах, мотоциклах, автомобилях, строительно-дорожных машинах, в нефтяном оборудовании и т.д.

Преимущества ЦП:

1. ЦП универсальны, просты и экономичны с возможностью легкой замены цепи;

2. Принцип зацепления, а не трения, а также повышенная прочность стальной цепи по сравнению с ремнем позволяют передавать цепью при прочих равных условиях большие нагрузки (меньшие габариты, чем у ременных передач, однако большие, чем у зубчатой передачи).

3. Принцип зацепления не требует большого предварительного натяжения цепи, в связи с чем уменьшается нагрузка на валы и опоры.

4. Отсутствие скольжения и буксования обеспечивает постоянство передаточного отношения (среднего за оборот) и возможность работы при значительных кратковременных перегрузках.

5. Угол обхвата звездочки цепью не имеет столь решающего значения, как угол обхвата шкива ремнем.

Поэтому ЦП могут работать при меньших межосевых расстояниях

(а ≥(d₁+d₂)/2+(30...50)) и при больших передаточных отношениях (u≤8). Могут передавать мощность до 120 кВт при окружных скоростях V≤ 15м/с от одного ведущего вала нескольким ведомым, в том числе с противоположным направлением вращения. (рис).

6. Высокий КПД (до 0,98);

7. Менее чувствительны (чем зубчатые передачи) к неточностям расположения валов.

Недостатки ЦП:

1. Неравномерность хода, возрастающая по мере уменьшения числа зубьев звёздочек и увеличения шага звеньев т.к. цепь состоит из отдельных жестких звеньев и располагается на звездочке не по окружности, а по многоугольнику;

2. Повышенный шум и износ шарниров цепи.

3. Необходимость в смазке и устранении провисания холостой ветви по мере износа.

4. Требуют более высокой точности установки валов, чем клиноременные передачи;

Указанные недостатки ЦП во многих случаях не являются решающими. Правильно сконструированные передачи работают достаточно длительно и бесшумно. Работа многих машин, в которых применение ЦП стало традиционным (сельскохозяйственные, строительно-дорожные и др.), сопровождается большим шумом от других источников и поэтому шум ЦП имеет второстепенное значение. С применением высокоточных цепей достигается существенное снижение шума. В большинстве случаев неравномерность вращения, присущая ЦП, допустима.

2. Конструкция основных элементов цп

Цепи по назначению разделяют на три группы:

1. Грузовые – используют для закрепления грузов (цепь 1);

2. Тяговые – применяют для перемещения грузов в машинах непрерывного транспорта (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.) (цепь 4,5);

3. Приводные – используют для передачи движения(цепь 2,3).

2.1 Типы приводных цепей

Основными типами современных приводных цепей являются

1. Роликовые, 2. Втулочные и 3. Зубчатые. Они стандартизованы и изготовляются специализированными заводами. Главными характеристиками цепи являются шаг, ширина и разрушающая нагрузка. В соответствии с международными стандартами применяют цепи с шагом, кратным 25,4 мм (т. е. 1 дюйму)

Роликовая цепь (РЦ) Здесь валик (стержень) 5 запрессован в отверстие внешнего (стержневого) звена 4, а втулка 3 - в отверстие внутреннего (роликового) звена 1. Втулка на валике и ролик 2 на втулке могут свободно поворачиваться.

Зацепление цепи с зубом звездочки происходит через ролик. Применение втулки позволяет распределить нагрузку по всей длине валика и этим уменьшить износ шарниров. Перекатывание ролика по зубу частично заменяет трение скольжения трением качения, что снижает износ зубьев. Кроме того, ролик выравнивает сосредоточенное давление зуба на втулку и тем самым уменьшает ее износ. РЦ применяют при окружных скоростях до 20 м/с. Наряду с однорядными изготовляют двух-, трех- и четырехрядные цепи (рис., б). Их собирают из тех же элементов, только валик проходит через все ряды. Многорядные цепи позволяют увеличивать нагрузку почти пропорционально числу рядов. Такие цепи применяют при больших нагрузках в сочетании с высокой скоростью. В этих случаях нецелесообразно применять однорядные тяжелые цепи с большим шагом из-за больших динамических нагрузок. Назначая рядность цепи необходимо учитывать, что 2-х и 3-х рядные цепи в 1,5…2 раза тяжелее и в 4…5 раз дороже!

Втулочные цепи (ВЦ) по конструкции аналогичны роликовым, но у них нет ролика 5. Вследствие этого износ цепи и звездочек увеличивается, но снижаются масса и стоимость цепи.

Зубчатые цепи(ЗЦ) состоят из набора пластин с двумя зубообразными выступами. Пластины цепи зацепляются с зубьями звездочки своими торцовыми плоскостями. Угол вклинивания β принят равным 60º. Конструкция зубчатых цепей позволяет изготовлять их широкими и передавать большие нагрузки. ЗЦ работают плавно, с меньшим шумом. Их рекомендуют применять при сравнительно высоких скоростях - до 35 м/с. Известные ЗЦ различают в основном по конструкции шарниров. Совершенствование шарниров направлено на уменьшение износа и потерь на трение. Применяют шарниры скольжения (рис., а) и шарниры качения (рис., б). В шарнирах скольжения вкладыши 1 и 2 пронизывают пластины по всей ширине цепи. При этом вкладыш 1 закреплен в пластинах Б, а вкладыш 2 - в пластинах А. Шарнир допускает поворот пластины в одну или в обе стороны на φ_max. Обычно φ_max = 30º. Значение угла φ_max ограничивает минимальное число зубьев звездочки по условию z_min = 360 / φ_max = 12.

Шарниры качения не имеют валика. Их изготовляют с двумя сегментными вкладышами 1 и 2. При повороте звеньев вкладыши не скользят, а перекатываются, что позволяет повысить КПД передачи и долговечность цепи. Шарниры качения разработаны сравнительно недавно. Они быстро завоевали признание. ЗЦ с шарнирами качения стандартизованы (ГОСТ 13552 - 81).